Das Gruppe I und Gruppe II Chaperoninsystem des Archaeons Methanosarcina mazei Gö 1

In der vorliegenden Arbeit wurden erstmals Vertreter der
Chaperoninklassen I und II (MmGroEL/MmGroES und MmThs/MmPfd) eines
Archaeon untersucht. Das Chaperonin MmGroEL und sein Kofaktor
MmGroES aus Methanosarcina mazei sind oligomere Komplexe, die
jeweils aus identischen Untereinheiten aufgebaut sind. MmGroEL ist
ein Homotetradecamer mit einer heptameren Doppelringstruktur.
MmGroEL zeigt die für Chaperone typische Eigenschaft indem es
ungefaltetes Substratprotein bindet und eine Aggregatbildung
verhindert. Eine effiziente ATP-abhängige Rückfaltung denaturierter
Proteine im Zusammenspiel mit MmGroES durch MmGroEL wird nur unter
bestimmten Bedingungen vermittelt. Die Ergebnisse belegen, dass
Ammoniumsulfat im Falle für das Modellsubstrat Malat-Dehydrogenase
unerlässlich für den funktionellen Ablauf der Reaktivierung ist.
Zwar kommt es auch in Abwesenheit von diesem Salz zu einer Faltung,
wie dies im Falle des monomeren Substrates Rhodanese nachgewiesen
werden konnte. Jedoch bewirkt im Fall der Malat-Dehydrogenase nur
eine Zugabe von Ammoniumsulfat die mechanistisch notwendige
Einschließung des Substrates in die cis-Kavität des GroEL. Das
Gruppe II Chaperonin MmThs ist ein aus drei Untereinheiten
bestehender hochmolekularer Komplex. Durch Immunpräzipitationen
konnte nachgewiesen werden, dass im endogenen MmThs die
Ths-Untereinheiten in einem Verhältnis von 2:1:1 (α:β:γ) vorliegen.
Der MmThs Kofaktor MmPfd ist ein hochmolekularer Chaperon-Komplex
mit einer heteromeren Untereinheiten-Zusammensetzung von α2β4, ohne
jedoch eine ATP Hydrolyseaktivität aufzuweisen. MmPfd hat die für
Chaperone typische Eigenschaft der Aggregationsprävention
denaturierter Proteine und stabilisiert sie in einen
faltungskompetenten Zustand. MmPfd ist zudem in der Lage
denaturierte Proteine an MmThs und MmGroEL weiterzugeben.